微积分学示例

$Q (r) = (r^{2} + 1) (r^{3} - r) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 1

使用乘积法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [f (r) g (r)]$ 等于 $f (r) \frac{d}{d r} [g (r)] + g (r) \frac{d}{d r} [f (r)]$ ，其中 $f (r) = (r^{2} + 1) (r^{3} - r)$ 且 $g (r) = 3 r^{4} + 2 r - 1$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [3 r^{4} + 2 r - 1] + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2

求微分。

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解题步骤 2.1

根据加法法则， $3 r^{4} + 2 r - 1$ 对 $r$ 的导数是 $\frac{d}{d r} [3 r^{4}] + \frac{d}{d r} [2 r] + \frac{d}{d r} [- 1]$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (\frac{d}{d r} [3 r^{4}] + \frac{d}{d r} [2 r] + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.2

因为 $3$ 对于 $r$ 是常数，所以 $3 r^{4}$ 对 $r$ 的导数是 $3 \frac{d}{d r} [r^{4}]$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (3 \frac{d}{d r} [r^{4}] + \frac{d}{d r} [2 r] + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.3

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [r^{n}]$ 等于 $n r^{n - 1}$ ，其中 $n = 4$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (3 (4 r^{3}) + \frac{d}{d r} [2 r] + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.4

将 $4$ 乘以 $3$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + \frac{d}{d r} [2 r] + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.5

因为 $2$ 对于 $r$ 是常数，所以 $2 r$ 对 $r$ 的导数是 $2 \frac{d}{d r} [r]$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2 \frac{d}{d r} [r] + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.6

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [r^{n}]$ 等于 $n r^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2 \cdot 1 + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.7

将 $2$ 乘以 $1$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2 + \frac{d}{d r} [- 1]) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.8

因为 $- 1$ 对于 $r$ 是常数，所以 $- 1$ 对 $r$ 的导数为 $0$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2 + 0) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 2.9

将 $12 r^{3} + 2$ 和 $0$ 相加。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) \frac{d}{d r} [(r^{2} + 1) (r^{3} - r)]$

解题步骤 3

使用乘积法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [f (r) g (r)]$ 等于 $f (r) \frac{d}{d r} [g (r)] + g (r) \frac{d}{d r} [f (r)]$ ，其中 $f (r) = r^{2} + 1$ 且 $g (r) = r^{3} - r$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) \frac{d}{d r} [r^{3} - r] + (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [r^{2} + 1])$

解题步骤 4

求微分。

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解题步骤 4.1

根据加法法则， $r^{3} - r$ 对 $r$ 的导数是 $\frac{d}{d r} [r^{3}] + \frac{d}{d r} [- r]$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (\frac{d}{d r} [r^{3}] + \frac{d}{d r} [- r]) + (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [r^{2} + 1])$

解题步骤 4.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [r^{n}]$ 等于 $n r^{n - 1}$ ，其中 $n = 3$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} + \frac{d}{d r} [- r]) + (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [r^{2} + 1])$

解题步骤 4.3

因为 $- 1$ 对于 $r$ 是常数，所以 $- r$ 对 $r$ 的导数是 $- \frac{d}{d r} [r]$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - \frac{d}{d r} [r]) + (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [r^{2} + 1])$

解题步骤 4.4

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [r^{n}]$ 等于 $n r^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1 \cdot 1) + (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [r^{2} + 1])$

解题步骤 4.5

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + (r^{3} - r) \frac{d}{d r} [r^{2} + 1])$

解题步骤 4.6

根据加法法则， $r^{2} + 1$ 对 $r$ 的导数是 $\frac{d}{d r} [r^{2}] + \frac{d}{d r} [1]$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + (r^{3} - r) (\frac{d}{d r} [r^{2}] + \frac{d}{d r} [1]))$

解题步骤 4.7

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d r} [r^{n}]$ 等于 $n r^{n - 1}$ ，其中 $n = 2$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + (r^{3} - r) (2 r + \frac{d}{d r} [1]))$

解题步骤 4.8

因为 $1$ 对于 $r$ 是常数，所以 $1$ 对 $r$ 的导数为 $0$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + (r^{3} - r) (2 r + 0))$

解题步骤 4.9

化简表达式。

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解题步骤 4.9.1

将 $2 r$ 和 $0$ 相加。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + (r^{3} - r) (2 r))$

解题步骤 4.9.2

将 $2$ 移到 $r^{3} - r$ 的左侧。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 \cdot (r^{3} - r) r)$

解题步骤 5

化简。

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解题步骤 5.1

运用分配律。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + (2 r^{3} + 2 (- r)) r)$

解题步骤 5.2

运用分配律。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{3} r + 2 (- r) r)$

解题步骤 5.3

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 (r^{1} r^{3}) + 2 (- r) r)$

解题步骤 5.4

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{1 + 3} + 2 (- r) r)$

解题步骤 5.5

将 $1$ 和 $3$ 相加。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} + 2 (- r) r)$

解题步骤 5.6

将 $- 1$ 乘以 $2$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r \cdot r)$

解题步骤 5.7

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 (r^{1} r))$

解题步骤 5.8

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 (r^{1} r^{1}))$

解题步骤 5.9

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{1 + 1})$

解题步骤 5.10

将 $1$ 和 $1$ 相加。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2})$

解题步骤 5.11

从 $(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2})$ 中分解出因数 $1$ 。

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解题步骤 5.11.1

从 $(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2)$ 中分解出因数 $1$ 。

$1 (((r^{2} + 1) (r^{3} - r)) (12 r^{3} + 2)) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2})$

解题步骤 5.11.2

从 $(3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2})$ 中分解出因数 $1$ 。

$1 (((r^{2} + 1) (r^{3} - r)) (12 r^{3} + 2)) + 1 ((3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}))$

解题步骤 5.11.3

从 $1 (((r^{2} + 1) (r^{3} - r)) (12 r^{3} + 2)) + 1 ((3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}))$ 中分解出因数 $1$ 。

$1 (((r^{2} + 1) (r^{3} - r)) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}))$

解题步骤 5.12

将 $(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2})$ 乘以 $1$ 。

$(r^{2} + 1) (r^{3} - r) (12 r^{3} + 2) + (3 r^{4} + 2 r - 1) ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2})$

解题步骤 5.13

重新排序项。

$(12 r^{3} + 2) (r^{2} + 1) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14

化简每一项。

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解题步骤 5.14.1

使用 FOIL 方法展开 $(12 r^{3} + 2) (r^{2} + 1)$ 。

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解题步骤 5.14.1.1

运用分配律。

$(12 r^{3} (r^{2} + 1) + 2 (r^{2} + 1)) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.1.2

运用分配律。

$(12 r^{3} r^{2} + 12 r^{3} \cdot 1 + 2 (r^{2} + 1)) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.1.3

运用分配律。

$(12 r^{3} r^{2} + 12 r^{3} \cdot 1 + 2 r^{2} + 2 \cdot 1) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.2

化简每一项。

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解题步骤 5.14.2.1

通过指数相加将 $r^{3}$ 乘以 $r^{2}$ 。

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解题步骤 5.14.2.1.1

移动 $r^{2}$ 。

$(12 (r^{2} r^{3}) + 12 r^{3} \cdot 1 + 2 r^{2} + 2 \cdot 1) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.2.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$(12 r^{2 + 3} + 12 r^{3} \cdot 1 + 2 r^{2} + 2 \cdot 1) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.2.1.3

将 $2$ 和 $3$ 相加。

$(12 r^{5} + 12 r^{3} \cdot 1 + 2 r^{2} + 2 \cdot 1) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.2.2

将 $12$ 乘以 $1$ 。

$(12 r^{5} + 12 r^{3} + 2 r^{2} + 2 \cdot 1) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.2.3

将 $2$ 乘以 $1$ 。

$(12 r^{5} + 12 r^{3} + 2 r^{2} + 2) (r^{3} - r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.3

将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 $(12 r^{5} + 12 r^{3} + 2 r^{2} + 2) (r^{3} - r)$ 。

$12 r^{5} r^{3} + 12 r^{5} (- r) + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4

化简每一项。

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解题步骤 5.14.4.1

通过指数相加将 $r^{5}$ 乘以 $r^{3}$ 。

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解题步骤 5.14.4.1.1

移动 $r^{3}$ 。

$12 (r^{3} r^{5}) + 12 r^{5} (- r) + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{3 + 5} + 12 r^{5} (- r) + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.1.3

将 $3$ 和 $5$ 相加。

$12 r^{8} + 12 r^{5} (- r) + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.2

使用乘法的交换性质重写。

$12 r^{8} + 12 \cdot - 1 r^{5} r + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.3

通过指数相加将 $r^{5}$ 乘以 $r$ 。

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解题步骤 5.14.4.3.1

移动 $r$ 。

$12 r^{8} + 12 \cdot - 1 (r \cdot r^{5}) + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.3.2

将 $r$ 乘以 $r^{5}$ 。

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解题步骤 5.14.4.3.2.1

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$12 r^{8} + 12 \cdot - 1 (r^{1} r^{5}) + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.3.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} + 12 \cdot - 1 r^{1 + 5} + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.3.3

将 $1$ 和 $5$ 相加。

$12 r^{8} + 12 \cdot - 1 r^{6} + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.4

将 $12$ 乘以 $- 1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{3} r^{3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.5

通过指数相加将 $r^{3}$ 乘以 $r^{3}$ 。

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解题步骤 5.14.4.5.1

移动 $r^{3}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 (r^{3} r^{3}) + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.5.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{3 + 3} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.5.3

将 $3$ 和 $3$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} + 12 r^{3} (- r) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.6

使用乘法的交换性质重写。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} + 12 \cdot - 1 r^{3} r + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.7

通过指数相加将 $r^{3}$ 乘以 $r$ 。

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解题步骤 5.14.4.7.1

移动 $r$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} + 12 \cdot - 1 (r \cdot r^{3}) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.7.2

将 $r$ 乘以 $r^{3}$ 。

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解题步骤 5.14.4.7.2.1

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} + 12 \cdot - 1 (r^{1} r^{3}) + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.7.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} + 12 \cdot - 1 r^{1 + 3} + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.7.3

将 $1$ 和 $3$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} + 12 \cdot - 1 r^{4} + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.8

将 $12$ 乘以 $- 1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{2} r^{3} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.9

通过指数相加将 $r^{2}$ 乘以 $r^{3}$ 。

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解题步骤 5.14.4.9.1

移动 $r^{3}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 (r^{3} r^{2}) + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.9.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{3 + 2} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.9.3

将 $3$ 和 $2$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 2 r^{2} (- r) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.10

使用乘法的交换性质重写。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 2 \cdot - 1 r^{2} r + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.11

通过指数相加将 $r^{2}$ 乘以 $r$ 。

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解题步骤 5.14.4.11.1

移动 $r$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 2 \cdot - 1 (r \cdot r^{2}) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.11.2

将 $r$ 乘以 $r^{2}$ 。

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解题步骤 5.14.4.11.2.1

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 2 \cdot - 1 (r^{1} r^{2}) + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.11.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 2 \cdot - 1 r^{1 + 2} + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.11.3

将 $1$ 和 $2$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 2 \cdot - 1 r^{3} + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.12

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r^{3} + 2 r^{3} + 2 (- r) + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.4.13

将 $- 1$ 乘以 $2$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r^{3} + 2 r^{3} - 2 r + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.5

合并 $12 r^{8} - 12 r^{6} + 12 r^{6} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r^{3} + 2 r^{3} - 2 r$ 中相反的项。

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解题步骤 5.14.5.1

将 $- 12 r^{6}$ 和 $12 r^{6}$ 相加。

$12 r^{8} + 0 - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r^{3} + 2 r^{3} - 2 r + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.5.2

将 $12 r^{8}$ 和 $0$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r^{3} + 2 r^{3} - 2 r + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.5.3

将 $- 2 r^{3}$ 和 $2 r^{3}$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} + 0 - 2 r + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.5.4

将 $12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5}$ 和 $0$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + ((r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6

化简每一项。

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解题步骤 5.14.6.1

使用 FOIL 方法展开 $(r^{2} + 1) (3 r^{2} - 1)$ 。

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解题步骤 5.14.6.1.1

运用分配律。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (r^{2} (3 r^{2} - 1) + 1 (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.1.2

运用分配律。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (r^{2} (3 r^{2}) + r^{2} \cdot - 1 + 1 (3 r^{2} - 1) + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.1.3

运用分配律。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (r^{2} (3 r^{2}) + r^{2} \cdot - 1 + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2

化简并合并同类项。

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解题步骤 5.14.6.2.1

化简每一项。

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解题步骤 5.14.6.2.1.1

使用乘法的交换性质重写。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{2} r^{2} + r^{2} \cdot - 1 + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.2

通过指数相加将 $r^{2}$ 乘以 $r^{2}$ 。

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解题步骤 5.14.6.2.1.2.1

移动 $r^{2}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 (r^{2} r^{2}) + r^{2} \cdot - 1 + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{2 + 2} + r^{2} \cdot - 1 + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.2.3

将 $2$ 和 $2$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} + r^{2} \cdot - 1 + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.3

将 $- 1$ 移到 $r^{2}$ 的左侧。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} - 1 \cdot r^{2} + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.4

将 $- 1 r^{2}$ 重写为 $- r^{2}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} - r^{2} + 1 (3 r^{2}) + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.5

将 $3 r^{2}$ 乘以 $1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} - r^{2} + 3 r^{2} + 1 \cdot - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.1.6

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} - r^{2} + 3 r^{2} - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.6.2.2

将 $- r^{2}$ 和 $3 r^{2}$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} + 2 r^{2} - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.7

合并 $3 r^{4} + 2 r^{2} - 1 + 2 r^{4} - 2 r^{2}$ 中相反的项。

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解题步骤 5.14.7.1

从 $2 r^{2}$ 中减去 $2 r^{2}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} - 1 + 2 r^{4} + 0) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.7.2

将 $3 r^{4} - 1 + 2 r^{4}$ 和 $0$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (3 r^{4} - 1 + 2 r^{4}) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.8

将 $3 r^{4}$ 和 $2 r^{4}$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + (5 r^{4} - 1) (3 r^{4} + 2 r - 1)$

解题步骤 5.14.9

将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 $(5 r^{4} - 1) (3 r^{4} + 2 r - 1)$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 5 r^{4} (3 r^{4}) + 5 r^{4} (2 r) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10

化简每一项。

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解题步骤 5.14.10.1

使用乘法的交换性质重写。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 5 \cdot 3 r^{4} r^{4} + 5 r^{4} (2 r) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.2

通过指数相加将 $r^{4}$ 乘以 $r^{4}$ 。

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解题步骤 5.14.10.2.1

移动 $r^{4}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 5 \cdot 3 (r^{4} r^{4}) + 5 r^{4} (2 r) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 5 \cdot 3 r^{4 + 4} + 5 r^{4} (2 r) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.2.3

将 $4$ 和 $4$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 5 \cdot 3 r^{8} + 5 r^{4} (2 r) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.3

将 $5$ 乘以 $3$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 5 r^{4} (2 r) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.4

使用乘法的交换性质重写。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 5 \cdot 2 r^{4} r + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.5

通过指数相加将 $r^{4}$ 乘以 $r$ 。

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解题步骤 5.14.10.5.1

移动 $r$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 5 \cdot 2 (r \cdot r^{4}) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.5.2

将 $r$ 乘以 $r^{4}$ 。

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解题步骤 5.14.10.5.2.1

对 $r$ 进行 $1$ 次方运算。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 5 \cdot 2 (r^{1} r^{4}) + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.5.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 5 \cdot 2 r^{1 + 4} + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.5.3

将 $1$ 和 $4$ 相加。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 5 \cdot 2 r^{5} + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.6

将 $5$ 乘以 $2$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 10 r^{5} + 5 r^{4} \cdot - 1 - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.7

将 $- 1$ 乘以 $5$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 10 r^{5} - 5 r^{4} - 1 (3 r^{4}) - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.8

将 $3$ 乘以 $- 1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 10 r^{5} - 5 r^{4} - 3 r^{4} - 1 (2 r) - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.9

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 10 r^{5} - 5 r^{4} - 3 r^{4} - 2 r - 1 \cdot - 1$

解题步骤 5.14.10.10

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 10 r^{5} - 5 r^{4} - 3 r^{4} - 2 r + 1$

解题步骤 5.14.11

从 $- 5 r^{4}$ 中减去 $3 r^{4}$ 。

$12 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 15 r^{8} + 10 r^{5} - 8 r^{4} - 2 r + 1$

解题步骤 5.15

将 $12 r^{8}$ 和 $15 r^{8}$ 相加。

$27 r^{8} - 12 r^{4} + 2 r^{5} - 2 r + 10 r^{5} - 8 r^{4} - 2 r + 1$

解题步骤 5.16

从 $- 12 r^{4}$ 中减去 $8 r^{4}$ 。

$27 r^{8} + 2 r^{5} - 2 r + 10 r^{5} - 20 r^{4} - 2 r + 1$

解题步骤 5.17

将 $2 r^{5}$ 和 $10 r^{5}$ 相加。

$27 r^{8} + 12 r^{5} - 2 r - 20 r^{4} - 2 r + 1$

解题步骤 5.18

从 $- 2 r$ 中减去 $2 r$ 。

$27 r^{8} + 12 r^{5} - 20 r^{4} - 4 r + 1$

微积分学 示例

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